模具钢TiAlN和TiAlSiN涂层的制备及性能

摘要：

采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在H13(4Cr5MoSiVl)热作模具钢和Cr12MoV冷作模具钢表面制备了TiAlN和TiAlSiN涂层.通过X射线衍射仪、扫描电镜、划痕仪和电化学工作站等分析了TiAlN和TiAlSiN涂层的微观结构、形貌和综合性能.结果表明:涂层表面较平整致密,截面无明显裂纹、孔洞等缺陷.TiAlN和TiAlSiN涂层的主要相结构均为TiN,涂层和基体结合较紧密,膜基之间存在元素互扩散.在残余应力的作用下Si元素的加入使TiAlSiN涂层结合力弱于TiAlN涂层.涂层提高了基体的耐蚀性,在3.5％NaCl溶液中涂层的自腐蚀电位相对于基体均正移,与基体相比,TiAlN涂层的自腐蚀电流密度降低了一个数量级,TiAlSiN涂层的自腐蚀电流密度降低了两个数量级,耐蚀性优于TiAlN涂层.涂层腐蚀机制主要是点蚀.涂层大幅降低了H13钢基体的氧化增重速率,TiAlSiN涂层中形成的SiO2和Al2O3共同组成阻氧膜层,进一步提高了基体的抗高温氧化性能.

关键词：模具钢、高功率脉冲磁控溅射、TiAlN涂层、TiAlSiN涂层

所属期刊栏目：43

分类号：TG174.44(金属学与热处理)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：146-155